KIST, 농업부산물 왕겨 활용 촉매 제작…초음파로 제거효율 높여

(서울=연합뉴스) 신선미 기자 = 국내 연구진이 화학산업에서 널리 사용되는 환경호르몬 물질인 비스페놀A를 물속에서 효율적으로 제거할 수 있는 촉매를 개발했다. 농업부산물인 왕겨를 활용해 친환경적이고 경제성이 높으며 1시간 내 95% 이상을 없앨 수 있을 만큼 효율도 높다.

한국과학기술연구원(KIST)은 최재우 책임연구원·정경원 선임연구원팀이 왕겨 같은 폐자원을 활용해 이런 고효율 촉매를 개발했다고 28일 밝혔다.

산업 하수와 폐수에는 비스페놀A가 다량 포함돼 있다. 비스페놀A는 1950년대부터 플라스틱을 만드는 데 사용되고 있는데, 사람 몸속으로 유입되면 내분비계 기능을 방해하고 교란하는 환경호르몬으로 작용한다.

이 때문에 산업 하·폐수를 환경으로 내보내기 전에 비스페놀A를 제거하는 과정이 꼭 필요하다. 현재 이를 제거하는 데는 이산화티타늄(TiO₂) 같은 촉매를 쓰고 있는데, 시간이 지날수록 성능이 떨어지는 한계가 있다.

KIST 물자원순환연구센터 연구팀이 새 촉매를 애용해 물속 오염물을 제거하는 실험을 하고 있다. 오른쪽이 정경원 연구원. [KIST 제공]

연구진은 이런 문제를 해결하려 새 촉매를 개발했다. 쉽게 구할 수 있는 왕겨를 열분해해 고체 물질(바이오차·Biochar)을 만든 다음 표면에 이산화망간을 코팅해 제작했다. 바이오차는 오염물을 표면에 붙이는 '흡착성능'이 있다. 촉매 표면에는 이산화망간이 3차원 구조를 이루기 때문에 기존 촉매보다 표면적이 넓어 오염물질 제거효율을 더 높일 수 있다.

바이오차에 코팅한 이산화망간을 전자현미경으로 찍은 모습 [KIST 제공]

기존 촉매는 1시간 안에 비스페놀A를 80% 정도 제거하는 데 비해 새 촉매는 95% 이상을 제거했다. 하·폐수에 초음파(20kHz) 자극을 줘 촉매를 널리 퍼뜨리면 20분 안에 비스페놀A가 100% 제거됐다. 촉매를 재사용할 때도 비스페놀A 제거효율은 약 93%로 유지됐다.

정경원 연구원은 "추가 연구를 통해 다양한 바이오매스를 활용한 '순환형 촉매'를 개발할 예정"이라고 말했다. 최재우 연구원은 "환경적·경제적 측면을 동시에 충족하는 환경호르몬 제거 시스템을 구축하는데 기여할 것으로 기대한다"고 말했다.

연구 결과는 '초음파 음향화학'(Ultrasonics Sonochemistry) 4월 29일 자에 실렸다.

최재우 KIST 책임연구원(왼쪽)·정경원 선임연구원 [KIST 제공]

sun@yna.co.kr

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